Einrichtung zum Prüfen des Anschlusses von Drehstromzählern. In Drehstromanlagen wird die elektrische Arbeit in der Regel .durch Elektrizitätszähler gemessen, die nach dem Zweiwattmeter- verfahren arbeiten.
Dabei ist es erforderlich, dass, die :Strom- und .Spannungswicklungen der beiden Zählermesswerke in einer ganz be stimmtem Weise an die im allgemeinen be nutzten Strom- bezw. Spannungswandler an geschlossen werden, um einwandfreie Messun- gen zu erhalten. Der Anschluss muss, daher genrau nach den bei der Eichung der Zähler bezw. Messwandler festgelegten Klemm bezeichnungen erfolgen.
Besonders bei grösseren. Anlagen, bei denen häufig längere, wenig übersichtlioh geführte Leitungen zwischen den Wandlern und den Zählern. vorhanden sind, ist aber die Kontrolle des richtigen Anschlusses durch den Augenschein nicht möglich.
Man ist .des halb im allgemeinen dazu ,gezwungen, die Zusammengehörigkeit der Anschlussleitungen durch sogenanntes Augklingeln oder ähnliche Prüfverfahren festzulegen. Dies ist aber in der Regel recht umständlich und nimmt ver- häItnismässig viel Zeit in Anspruch.
Auf diese Weise kann, im übrigen auch nicht festgestellt werden, ob die Klemmen bezeichnung der Zähler und Wandler richtig ist, so dass auch durch eine solche Prüfung der Leitungsanschlüsse noch keine Gewähr für eine einwandfreie Messung gegeben ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine Einrichtung, durch die man einwandfrei feststellen kann, ob ein Zähler so an ein Drehstromnetz angeschlossen ist, dass er ordnungsmässig arbeitet. Eine solche Einrichtung enthält ,
gemäss der Erfindung llessgeräte für die drei Leitungsströme und die drei verketteten Spannungen sowie An ordnungen;
zum Prüfen ;der Richtung der durch die Ströme, in, den .Stromwicklungen und durch die Ströme in den Spannungs- wicklungen des Zählers erzeugten Dreh felder.
Wenn der Anschluss ordnungsmässig ausgeführt ist und es sieh um einen Ver braucher handelt.,der das Netz in der Weise belastet, dass die Ursymmetrie das übliche Mass nicht.
überschreitet. so müssen die drei Ströme ebenso wie die drei Spannungen annähernd in der Grösse übereinstimmen, was man durch einen Vergleich der Zeigerausschläge der be- treffenden Instrumente erkennen kann.
Um die Drehrichtung des Strom- bezw. Span nungsfeldes zu kontrollieren, können so genannte Drehfeldrichtungsanzeiger vorge sehen sein, bei denen ein drehbar gelagerter Metallkörper unter dem Einfluss eines durch entsprechend anzuschliessende Spulen erzeug ten Drehfeldes sich je nach der Phasenfolge in der einen oder andern Richtung dreht.
Die Wicklungen der Drehfeldrichtungsanzeiger werden zweckmässig in der Weise an die Strom- bezw. Spannungswicklungen des Zählers angeschlossen, dass die Richtung der Drehfelder bei richtigem Anschluss mit der auf den Geräten angegebenen Pfeilrichtung übereinstimmt.
\denn man zum Messen der Ströme und Spannungen je d rei Strom- bezw. Spannungs- messinstrumente benutzt, so ist es zweok- mä,ssig,
ausserdem .noch einen weiteren Span- nungsmesser für die Anzeige der Nullpunkts- spa.nnung vorzusehen. Dieser darf bei Erdung des Nullpunktes keinen Ausschlag zeigen, so dass man daraus erkennen kann, ob der be- treffende Punkt ordnungsmässig geerdet ist.
Wenn die Stromstärken durch Strom messer bestimmt werden sollen, so müssen diese im allgemeinen mit den Stromwicklun gen des Zählers in Reihe geschaltet werden. Dies bedingt also ein Offnen der Stromkreise beim Anschliessen der Prüfeinrichtung.
Um dies zu vermeiden, kann man die Ströme durch Spannungsmessung an den Stromwick lungen des Zählers bestimmen. Die Genauig- keit der Messung wird dabei allerdings da durch beeinträchtigt, dass die Widerstände der Stromwicklungen nicht genau gleich gross und auch nicht ganz unveränderlich sind, jedoch ist dieser Umstand praktisch im all gemeinen bedeutungslos,
da ja nur rohe Messungen erforderlich sind. Dabei benutzt man zweckmässig an die Stromwicklungen angeschlossene Transfor- matoren, um die meist sehr kleinen Spulen- spannungen auf einen für den Anschluss der Messgeräte passenden Wert zu erhöhen.
Ebenso .kann man Transformatoren an die Spannungswicklungen des Zählers an schliessen, um die in der Regel 110 Volt be- tragende @Spulenspannung auf einen passen den, zweckmässig annähernd den gleichen Wert herabzusetzen.
Wenn nun auf diese Weise eine Unter- brechung der Stromkreise vermieden wird, so ist aber die Benutzung eines Drehfeld- richtungsanzeigers der üblichen Bauart nicht möglich,
da der Anschlussi .der Spulen eines solchen Gerätes an die Klemmen der Strom- wicklungen des Zählers ein Drehmoment er geben würde, das zum Bewegen des Metall- körper nicht ausreicht.
Man kann jedoch eine Bestimmung der Richtung des Dreh feldes auch dadurch vornehmen, dass man in an sich bekannter Weise die sogenannten mitläufigen und die sogenannten gegen- läufigen symmetrischen iStrom bezw. Span- nungskomponenten miss@t,
aws denen man sich jedes beliebige mehr oder weniger . un- symmetrische Drehstromsystem zusammen- gesetzt denken kann.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es mittels einfacher elek- trischer Zeigerinstrumente vorgenommen werden kann, die ohne weiteres an die Zähler- wieklungen angeschlossen werden können.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs- beispiele der Erfindung schematisch dar gestellt. Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Ge rätes, das eine entsprechende Anzahl von Strom- und .Spannungsmessern sowie zwei Drehfeldrichtungsanzeiger enthält. Eine An- ordnung,
bei der die Kontrolle der Phasen folge durch Messung der mitläufigen und gegenläufigen symmetrischen Strom- und Spannungskomponenten erfolgt, wird durch die Fig. 2 bis 5 veranschaulicht.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh- rung sind in ein gemeinsames Gehäuse G drei Strommesser eingebaut, die mit JR, Js und JT bezeichnet sind, vier mit den Bezeichnungen Uc, URS,
UST und UTIZ sowie zwei mit J bezw. U bezeichnete Dreh feldrichtungsanzeiger. Das Gehäuse G trägt acht Anschlussklemmen, und zwar je zwei mit JR bezw. JT bezeichnete .Stromklemmen, ,drei Spannungsklemmen B,<B><I>S</I></B>, T und eine Erdklemme E.
Beim Gebrauch sind die Stromklemmen JR und JT mit den betreffen den Stromwicklungen und die Spannungs klemmen B, S, <I>T</I> mit den betreffenden Span nungswicklungen des zu untersuchenden Zähler zu verbinden.
Die Strom- und Span nungsmesser JR, Js, JT bezw. URS, USTe UTR sind so mit den Anschlussklemmen verbun den, dass die drei Phasenströme und die drei verketteten .Spannungen mit den betreffen den Instrumenten .gemessen werden können.
Dabei ist in an sich bekannter Weise Js <I>so</I> angesehlos.sen, dass die betreffende Strom stärke als Summe der Stromstärken JR und JT gemessen wird. Das Instrument Up ist zwischen die Klemmen S und B geschaltet.
Als D'rehfeldriehtungsanzeiger können; an sich bekannte Instrumente benutzt werden, z. B. solche, bei .denen, auf eine mit einem entsprechenden; Pfeil versehene drehbare Me tallscheibe ein Drehfeld wirkt, das durch drei an die betreffenden Phasen anzu schliessende Spulen erzeugt wird.
Diese sind dann zum Beispiel bei dem mit U bezeich neten Drehfeldrichtungsanzei.ger parallel zu den Spannungsmessern an die Klemmen B, S, T aazuschliessen. Als Drehfeldrichtungs- anzeiger für das Stromfeld kann man zum Beispiel auch einen solchen benutzen, bei dem :das Drehfeld nur durch zwei in die Ströme JR, Jr einzuschaltende Spulen. erzeugt wird.
Dazu wird der zu untersuchende Zähler zweckmässig mit einer sogenannten Prüf- klemmenleiste versehen, um die Stromkreise der Stromspulen öffnen: zu können.
Bei richtigem Anschluss müssen dann fol gende Bedingungen erfüllt sein: 1. Die Strommesser JR, Js und JT müssen ungefähr gleichen Ausschlag zeigen.
2s. Die Spannungamese.er URs, UST und ZTTR müssen ebenfalls ungefähr gleichen Aus schlag zeigen. 3. Der Spannungsmesser Uo soll keinen Ausschlag zeigen.
4. Die Scheiben,der beiden Drehfeldrich- tungsanzeiger sollen: sich in der Pfeilrich tung drehen.
Ist eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, so muss der Anschlusss entsprechend geändert werden.
Bei der in Fig. 2 im Schaltschema dar gestellten Anordnung ist es nicht nötig, .die Stromkreise der Stromwicklungen zu öffnen, ,da hier keine DreIlfeldrichtungsanzeiger mit drehbarem Messwerk benutzt werden, sondern nur zwei Anzeigeinstruments, die vorzugs weise in an sich bekannter Weise als.
Gleich- richterinstrumente gebaut sind und so wenig Strom verbrauchen, dass sie zur Strom messung parallel zu den Stro#mwieklungen des zu untersuchenden Zählers .geschaltet werden können.
Das in Fig. 2 dargestellte Gerät ist mit acht Ansehlussklemmen versehen, die mit 0 bis 7 bezeichnet sind, wobei 0 ein Erdansschlu3 ist.
Die Spannungsklemmen 1, 2, 3 sind in der üblichen Weise an die mit B-8 und S-T bezeichnete Spannungswicklungen des zu untersuchenden Zählers zu verbinden und: die Stromklemmen 4, 5 an die Stromwicklung R bezw. die Stromklemmen 6, 7 an .die Strom- wicklung T des Zählers anzuschliessen.
Da bei wird die Wicklung T, wie in. der Zeich nung durch die gekreuzten Leitungen an gedeutet, so angeschlossen, dass an den Klemmen @6, 7 die Phase um 180 ver schoben ist.
Als Messgeräte sind nur zwei Anzeigeinstrumente <I>A</I> und<I>B</I> eingebaut, die durch zwei mechanisch miteinander gekup pelte doppelpolige Umschalter 8, 9 mit .drei Schaltstellungen I, II, III an eine besondere Messschaltung angeschlossen sind.
Zum Anschluss der Messschaltung an die Zählerwicklungen dienen je zwei Transfor matoren 10., 11 für -die Stromwicklungen und 12, 13 für die :Spannungswicklungen. Ausser- ,dem ist noch ein Transformator 14 vor gesehen, dessen Primärwicklung zwischen die Klemmen 2 und 0 geschaltet ist. Ferner enthält die Einrichtung einen:
dreipoligen Umschalter 15. 16, 17 mit zwei .Schaltstellun gen I', II', dessen ebenfalls mechanisch mit einander gekuppelte Schalthebel in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber an getrennten Stellen im Schaltbild angeordnet sind.
Die eigentliche MeBschaltung enthält einen weiteren Transformator 18, 19 der auch als eine in der Mitte angezapfte Drossel- spule angesehen werden kann, acht Ohmsche Widerstände 20 bis 27 und vier Kondensa- toren <B>28</B> bis 31,
die in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise angeschlossen sind.
Mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung kann die Prüfung des Zähleranschlusses in der Weise vorgenommen werden., dass man nacheinander bei sechs verschiedenen Stellun gen der Umschalter 8, 9 und 15, 16,
17 die Anzeige der Instrumente <I>A</I> und<I>B</I> abliest. Die Ablesungen entsprechen dann den in der folgenden Zusammenstellung angegebenen MeBgrössen:
EMI0004.0053
Messung <SEP> Schalter <SEP> Schalter <SEP> Inatr. <SEP> Inetr.
<tb> N,. <SEP> 8, <SEP> 9 <SEP> 15, <SEP> 16, <SEP> 17 <SEP> A <SEP> B
<tb> Stellung <SEP> Stellung <SEP> Anzeige <SEP> Anzeige
<tb> 1 <SEP> I <SEP> I' <SEP> JR <SEP> JT
<tb> 2 <SEP> 1I <SEP> I' <SEP> (Ja-JT) <SEP> JR+JT=Js
<tb> 3 <SEP> III <SEP> I' <SEP> Jg <SEP> in
<tb> 4 <SEP> I <SEP> 1I' <SEP> URS <SEP> UST
<tb> 5 <SEP> 1I <SEP> 1I' <SEP> Uso <SEP> UTR
<tb> 6 <SEP> <B>HI</B> <SEP> II' <SEP> Um <SEP> ug Dabei bedeutet Jg die gegenläufige Kom ponente, J. die mitläufige Komponente des Stromsystems,
Ug die gegenläufige und Um die mitläufige Komponente des Spannungs systems.
Die Transformatoren 10 bis 14 sind sämt lieh so gewickelt, dass unter normalen Be- triebsverhältnissen sekundäre Spannungen von etwa 4 Volt entstehen. Bei der Messung Nr.
1 (Schalter 8, 9 in Stellung I und Sehal ter 1-5, 16, 17 in Stellung I', wie in der Zeich nung dargestellt), liegt das Instrument A parallel zu der,Sekundärwicklung des Trans- formators 10, an den die Stromwicklung B des Zählers angeschlossen ist, und das In strument B parallel zu der Sekundärwicklung des Traneformatore 1-1,
an den die Strom- wicklung T des Zählers angeschlossen ist. Der Ausschlag des Instrumentes A entspricht daher der Zählerstromstärke JR und der Aus schlag des Instrumentes B der Zähleratrom- stärke JT. Bei der Meng
Nr. 2 (Schalter 8, 9 in ,Stellung 1I und Sehalter 15, 16, 17 in Stellung I') ist das Instrument A einerseits mit der gemeinsamen Verbindungsleitung der Sekundärwicklungen der Transformatoren 10 und 1-1 und anderseits mit der Mitte des Spannungsteilertranaformators 18, 19 ver bunden.
Somit summieren sich .in dem Mess- instrument A die Sekundärspannungen der Transformatoren 10 und 11.. Da nun.
die Se- kundänspannung des Transformators 10 der ZähleT6tTOmssiärke JR, die Sekundärspannung des Transformators 11 aber dem negativen Wert der Zähleratromstärke JT entspricht,
so ist der Ausschlag des Instrumentes A bei dieser.Sahalterstellung ein Mass für die Diffe- renz JR <I>-</I> JT. Das Instrument <I>B</I> liegt zwi schen den nicht unmittelbar miteinander ver bundenen Anschlüssen der Sekundärwicklun gen der Transformatoren <B>10</B> und 11,
so dass sein Ausschlag von der 'Differenz der Sekun- därspannungen, also von der Summe der Zähleirstromstärke JIR + JT <I>=</I> Js abhängt. Um in diesem Falle Js an der gleichen Skar lenrteilung ablesen zu können,
kann in der Instrumentenleitung ein entsprechend be- messener Widerstand. 3,2 vorgesehen sein. Die Ablesung .und Kontrolle der Stromdifferenz JR <I>-</I> JT ist nicht unbedingt erforderlich.
Bei der Messung Nr. 4 (Schalter 8, 9 in Stellung I und Schalter 15, 16, 17 in @Stel- lung II') entspricht die Schaltung der bei der Messung Nr. 1.
Dabei sind aber die In- strumente <I>A</I> und<I>B</I> an die Sekundärwicklun gen der Transformatoren 12 und 13 an- geschlossen, so daB ihre Ausschläge den Spannungen BRs bezw. UST entsprechen.
Bei der Messung Nr. 5 (Schalter 8, 9 in Stellung II und Schalter 15, 16,<B>17</B> in Stellung II') liegt das Instrument A einerseits an -der & kundäxwicklung des Transformators 14, anderseits an der Verbindungsleitung der Sekundärwicklungen der Transformatoren 12 und 18.
Infolge dessen entspricht der Ausschlag des Instru mentes A der Spannung zwischen den Klem men 2 und 0, also der Nullpunktsspan- nung Uso. Das Instrument B ist über den Widerstand 32 an die nicht unmittelbar miteinander verbundenen Klemmen der Se kundärwicklungen der Transformatoren 12 und 1$ angeschlossen. Somit entspricht der Ausschlag des Instrumentes B der Summe der Spannungen Urt -;- UST, also der Span nung UTR,.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Messung Nr. 6 dienen die Fig. 3 bis 5. Dabei handelt es sich um die Bestimmung der Span nungskomponenten Um und Uä. Der Schalter 8, 9 steht in Stellung III und der Schalter 15, 16, 17 in Stellung II'. Dadurch werden die in den Fig. 3 und 4 herausgezeichneten Schaltungen der Instrumente A und B ein gestellt.
Dabei sind die Sekundärwicklungen der Transformatoren 12 und 13 durch je zwei Spannungsteiler überbrückt, die aus je einem Ohmschen Widerstand und einem komplexen Widerstand in verschiedener Reihenfolge be stehen. Die für den Anschluss des Instrumen tes A bestimmten Spannungsteiler bestehen aus den Ohmschen Widerständen 20 bezw. 25 sowie den komplexen Widerständen 21, 28 bezw. 24, 30.
Die für den Anschluss des Instrumentes B bestimmten Spannungsteiler bestehen aus den Ohmschen Widerständen 26 bezw. 23 und den komplexen Widerstän den 27, 31 bezw. 22, 29. Die Widerstände sind nun so bemessen, dass die dadurch entstehenden Spannungskomponenten gleich gross und in der Phase um 60 gegeneinander verschoben sind.
Dabei sind die Messinstru- mente <I>A</I> und<I>B</I> so an je einen Teilungspunkt eines zu je einer Zählerwicklung gehörigen Spannungsteilers angeschlossen, dass das In strument A die mitläufige und das Instru ment B die gegenläufige symmetrische Kom ponente Um bezw. U, misst.
Zur Erläuterung dient das Vektor- diagramm der betreffenden Spannungen in Fig. 5. Mit RS, ST und TR sind die drei verketteten Spannungen bezeichnet, die das bekannte Spannungsdreieck bilden. Die Dreh richtung der- Vektoren ist durch den ein gezeichneten Pfeil angegeben.
Dadurch, dass nun beispielsweise die Punkte R und S durch den Ohmschen Widerstand 20 und den kom plexen Widerstand 21, 28 verbunden sind, wobei die entsprechenden Spannungskompo nenten gleich gross und in der Phase um 60 gegeneinander verschoben sind, ergibt sich die in Fig. 5 dargestellte Lage der mit (20) und (21, 28) bezeichneten Spannungsvekto- ren. Ebenso erhält man zwischen den Punkten S und T die mit (15) und (24, 30) bezeich neten Vektoren.
Da nun das Instrument A zwischen die Teilungspunkte A1 und AZ ein geschaltet ist, zeigt es einen Ausschlag, der der Spannung zwischen diesen Punkten ent spricht, die, wie man leicht erkennt, gleich der Spannung Ug,T ist.
Da anderseits bei der in Fig. 4 dargestellten Schaltung die Wider stände in umgekehrter Reihenfolge zwischen <I>R</I> und S bezw. <I>T</I> und S liegen, so fallen die Teilungspunkte B, und BZ zusammen, so dass die Spannung zwischen B, und BZ gleich Null ist. Das Instrument B darf also bei richtigem Zähleransehluss keinen Ausschlag zeigen.
Für den Fall der Messung Nr. 3 zur Be stimmung der entsprechenden Stromkompo nenten kann man Diagramme ähnlich den Fig, 3 bis 5 aufzeichnen. Da in diesem Falle aber die Sekundärspannung des Transforma tors 11 durch den angegebenen Anschluss der Klemmen 6, 7 an die Stromwicklung T dem Strom - JT entspricht, so kehrt sich die Phasenfolge des Vektordiagrammes um, so dass das Instrument A die gegenläufige und das Instrument B die mitläufige Stromkom ponente anzeigt.
Das Instrument A wird also bei richtigem Zähleranschluss keinen Aus- schlag zeigen, während der Ausschlag des Instrumentes B der Stromstärke JR ent spricht.
Fig. 6 zeigt eine beispielsweise Ausfüh rungsform eines Gerätes zum Prüfen des An schlusses von Drehstromzählern entsprechend der in h'ig. 2 gezeichneten Schaltung. In ein i'xehäuse 32 sind die beiden Messinstrumente A und B eingebaut sowie die Schalter 8, 9 und 15, 16, 17. Der Schalter 8, 9 dient zum Umschalten von Strommessung (J) auf Span nungsmessung (U).
Er hat drei mit I, 1I, III bezeichnete Stellungen, wobei Schaltung 1 zur Strom- bezw. Spannungsmessung, Schal tung Il zur Differenz- und Summenmessung der Ströme bezw. zur Messung der Spannung gegen Erde und der Summenmessung der Spannung dient, und die Stellung III zur Drehfeldmessung. Hinzugefügt ist noch ein Schalter 33 zum Einstellen der Empfindlich keit in vier Stufen. Die Klemmen 4, 5, 6, 7 dienen zum Anschluss der Stromwandler und die Klemmen 1, 2, 3, 0 zum Anschluss an die Spannungswandler bezw. Erde.
Die Einbau teile können natürlich auch in beliebiger an derer Weise im Gehäuse angeordnet sein.